基于觸摸屏、PLC的超純水監(jiān)控系統(tǒng)

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)課題名稱(chēng):基于觸摸屏、PLC的超純水監(jiān)控系統(tǒng)系 別 電氣電子工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè) 生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化 班 級(jí) 工自 0811 姓 名 xxx 學(xué) 號(hào) 0802171115 指導(dǎo)教師 xxx 起訖時(shí)間： 2011年 2 月 21日 2011年 4月 15 日（共 8 周） 摘要隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，人們對(duì)于工作效率和生產(chǎn)要求不斷的提升，這無(wú)疑對(duì)工業(yè)自動(dòng)化水平要求也越來(lái)越高，而自動(dòng)化水平的高低直接影響著一個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，所以自動(dòng)畫(huà)化軟件如PLC、觸摸屏也越來(lái)越被運(yùn)用到人們所常見(jiàn)的工控領(lǐng)域中，根據(jù)傳化公司提供的這一超純水的控制原理圖及說(shuō)明書(shū)，本人深入的解讀了關(guān)于該系統(tǒng)設(shè)計(jì)說(shuō)和實(shí)驗(yàn)設(shè)備，解讀了

2、PLC各個(gè)模塊的功能和特點(diǎn)，如何讓觸摸屏與PLC聯(lián)合在一起實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)人機(jī)控制，在編程和設(shè)備連接技術(shù)中都做了大量準(zhǔn)備，并結(jié)合在課堂上老師所傳授的知識(shí)及參考文獻(xiàn)，從系統(tǒng)要求控水精度及設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性入手，設(shè)計(jì)出了符合要求的一套基于觸摸屏、PLC的超純水監(jiān)控系統(tǒng)。在設(shè)計(jì)該超純水的控制中，本課題充分利用了PLC與觸摸屏相結(jié)合的人機(jī)界面，充分發(fā)揮了PLC控制靈活，穩(wěn)定，編程方便的特點(diǎn)，和上位機(jī)緊密聯(lián)合交換一起，并實(shí)現(xiàn)了運(yùn)用觸摸屏控制PLC的人機(jī)自動(dòng)界面，該監(jiān)控系統(tǒng)具有自動(dòng)化水平高，控制方便及時(shí)，能實(shí)時(shí)的反應(yīng)出水質(zhì)量，減少外界干擾，純水處理快而高效的特點(diǎn)。這是一種比較科學(xué)的設(shè)計(jì)方法和思路，這種控制方式也被很多

3、工廠及研究場(chǎng)合所用。關(guān)鍵詞：可編程控制器；觸摸屏；純水 目錄第一章 超純水制備的概述41.1 純水的應(yīng)用范圍41.2 國(guó)內(nèi)外的研究狀況及發(fā)展趨勢(shì)51.3、工業(yè)純水的制備技術(shù)及工藝6第二章 純水系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀與意義7第三章 系統(tǒng)控制要求93.1自動(dòng)控制說(shuō)明93.2混床103.3、輸送103.4 混床操 作 說(shuō) 明113.5 過(guò)濾器操作說(shuō)明133.6 供水工藝流程圖143.7 過(guò)濾器及混床圖14第四章 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)選型及要求194.2可編程控制器(PLC)選型194.3 控制系統(tǒng)硬件組成204.4 FXCPU-FX2NC可編程控制器204.5 PLC接線(xiàn)圖示意圖214.6 超純水控制輸入輸出I

4、/O分配表22第五章 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)245.1控制系統(tǒng)軟件組成245.2、用GPP編寫(xiě)梯形圖245.3、傳輸、調(diào)試245.4 PLC程序255.5 觸摸屏265.6 觸摸屏流程圖說(shuō)明30第六章 質(zhì)量的控制（以單個(gè)交換柱工作時(shí)為例）316.1 新樹(shù)脂的處理316.2 操作注意事項(xiàng)316.3 成品水質(zhì)量控制32第七章 設(shè)備安全操作、維護(hù)及保養(yǎng)337.1設(shè)備操作和安全常識(shí)337.2停機(jī)337.3安全常識(shí)34總結(jié)35致 謝36參考文獻(xiàn)37附件237第一章 超純水制備的概述1.1純水的應(yīng)用范圍超純水一向被稱(chēng)為工業(yè)系統(tǒng)的“血液”。隨著高新技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)部門(mén)對(duì)水、氣、化學(xué)試劑及環(huán)境這些基礎(chǔ)條件提出了越來(lái)

5、越高的要求。這也促進(jìn)了相應(yīng)產(chǎn)業(yè)和技術(shù)的進(jìn)步，水作為一用量最大、面最廣的基本材料，其發(fā)展的速度尤為迅速。當(dāng)今，純水和超純水已成為現(xiàn)代工業(yè)部門(mén)必不可少的基礎(chǔ)材料之一，它們?cè)陔娮?、醫(yī)藥、能源、化工、汽車(chē)、機(jī)械、電鍍、電池、冶金等幾乎全部的工業(yè)及實(shí)驗(yàn)室領(lǐng)域中已得到了廣泛的應(yīng)用。（1）純水在電子工業(yè)中的用（2）純水在醫(yī)藥工業(yè)中的應(yīng)用（3）純水在能源工業(yè)中的應(yīng)用（4）純水在化工工業(yè)中的應(yīng)用（5）純水在其他工業(yè)中的應(yīng)用1.2 國(guó)內(nèi)外的研究狀況及發(fā)展趨勢(shì) 長(zhǎng)期以來(lái)，PLC始終處于工業(yè)控制自主動(dòng)化領(lǐng)域的戰(zhàn)場(chǎng)，為各種各樣的自動(dòng)化控制設(shè)備提供非?？煽康目刂品桨?，與DCS和工業(yè)PC形成了三足鼎立之勢(shì)。同時(shí)PLC也承受

6、著來(lái)自其他產(chǎn)品的沖擊，尤其是工業(yè)PC所帶來(lái)的沖擊。目前全世界PLC生產(chǎn)廠家約200家，生產(chǎn)300多種產(chǎn)品。日本三菱公司是世界上較早研制和生產(chǎn)PLC的主要廠商之一。其主流產(chǎn)品包括三菱FX2N、FX2C、FX1系列PLC。FX2N系列出色表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：極高的可靠性；極豐富的指令集；易于掌握；便捷的操作；豐富的內(nèi)置集成功能；實(shí)時(shí)特性；強(qiáng)勁的通訊能力；豐富的擴(kuò)展模塊。這是日本PLC進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)以來(lái)又一個(gè)重要的里程碑。 21世紀(jì)，PLC會(huì)有更大的發(fā)展。從技術(shù)上看，計(jì)算機(jī)技術(shù)的新成果會(huì)更多地應(yīng)用于可編程控制器的設(shè)計(jì)和制造上，會(huì)有運(yùn)算速度更快、存儲(chǔ)容量更大、智能更強(qiáng)的品種出現(xiàn)；從產(chǎn)品規(guī)模上看，會(huì)進(jìn)一步

7、向超小型及超大型方向發(fā)展；從產(chǎn)品的配套性上看，產(chǎn)品的品種會(huì)更豐富、規(guī)格更齊全，完美的人機(jī)界面、完備的通信設(shè)備會(huì)更好地適應(yīng)各種工業(yè)控制場(chǎng)合的需求；從市場(chǎng)上看，各國(guó)各自生產(chǎn)多品種產(chǎn)品的情況會(huì)隨著國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的加劇而打破，會(huì)出現(xiàn)少數(shù)幾個(gè)品牌壟斷國(guó)際市場(chǎng)的局面，會(huì)出現(xiàn)國(guó)際通用的編程語(yǔ)言；從網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展情況來(lái)看，可編程控制器和其它工業(yè)控制計(jì)算機(jī)組網(wǎng)構(gòu)成大型的控制系統(tǒng)是可編程控制器技術(shù)的發(fā)展方向。伴隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，可編程控制器作為自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)和國(guó)際通用絡(luò)的重要組成部分，將在工業(yè)及工業(yè)以外的眾多領(lǐng)域發(fā)揮越來(lái)越大的作用。二、主要研究(設(shè)計(jì))內(nèi)容、研究（設(shè)計(jì)）思路及工作方法或工作流程 水處理主要是順序邏輯控制

8、，這正是PLC控制的優(yōu)勢(shì)所在。在眾多的PLC生產(chǎn)廠家中，三菱公司的FX2NPLC系列產(chǎn)品以其較高的性?xún)r(jià)比成為眾多用戶(hù)的首選。FX2N是模塊化的中小型PLC系統(tǒng)，能滿(mǎn)足中等性能要求的應(yīng)用，模塊化、無(wú)排風(fēng)扇結(jié)構(gòu)，各種單獨(dú)的模塊之間可進(jìn)行廣泛的組合以用于擴(kuò)展。要求完成以下內(nèi)容： 1. 熟悉PLC的特點(diǎn)及應(yīng)用。2. 熟悉過(guò)濾器設(shè)備的原理和性能。 3. 確定該控制系統(tǒng)的功能并進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，選擇傳感器、執(zhí)行器，選擇PLCI/O模塊、控制模塊、通訊模塊等。 4. 說(shuō)明混床控制的工作過(guò)程，給出控制原理的詳細(xì)分析與說(shuō)明。5.用三菱PLC編寫(xiě)混床控制 梯形圖。1.3、工業(yè)純水的制備技術(shù)及工藝當(dāng)純水和渾水被理想半透

9、膜隔開(kāi)，理想半透膜只允許水通過(guò)而阻止雜質(zhì)通過(guò)，此時(shí)膜純水側(cè)的水會(huì)自發(fā)地通過(guò)半透膜流入混水一側(cè)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為滲透，若在膜的混水側(cè)施加壓力，那么水的自發(fā)流動(dòng)將受到抑制而減慢，當(dāng)施加的壓力達(dá)到某一數(shù)值時(shí)，水通過(guò)膜的凈流量等于零，這個(gè)壓力稱(chēng)為滲透壓力，當(dāng)施加在膜鹽水側(cè)的壓力大于滲透壓力時(shí)，水的流向就會(huì)逆轉(zhuǎn)，此時(shí)，渾水中的水將流入純水側(cè)，上述現(xiàn)象就是水的反滲透（RO）處理的基本原理。RO（Reverse Osmosis）反滲透技術(shù)是利用壓力表差為動(dòng)力的膜分離過(guò)濾技術(shù)，源于美國(guó)二十世紀(jì)六十年代宇航科技的研究，后逐漸轉(zhuǎn)化為民用，目前已廣泛運(yùn)用于科研、醫(yī)藥、食品、飲料、海水淡化等領(lǐng)域。 RO反滲透膜孔徑小至納

10、米級(jí)（1納米=10-9米），在一定的壓力下，H2O分子可以通過(guò)RO膜，而源水中的無(wú)機(jī)鹽、重金屬離子、有機(jī)物、膠體、細(xì)菌、病毒等雜質(zhì)無(wú)法通過(guò)RO膜，從而使可以透過(guò)的純水和無(wú)法透過(guò)的濃縮水嚴(yán)格區(qū)分開(kāi)來(lái)。 一般性的自來(lái)水經(jīng)過(guò)RO膜過(guò)濾后的純水電導(dǎo)率5s/cm（RO膜過(guò)濾后出水電導(dǎo)=進(jìn)水電導(dǎo)×除鹽率，一般進(jìn)口反滲透膜脫鹽率都能達(dá)到99%以上，5年內(nèi)運(yùn)行能保證97%以上。對(duì)出水電導(dǎo)要求比較高的，可以采用2級(jí)反滲透，再經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的處理，水電導(dǎo)能小于1s/cm）, 符合國(guó)家實(shí)驗(yàn)室三級(jí)用水標(biāo)準(zhǔn)。再經(jīng)過(guò)原子級(jí)離子交換柱循環(huán)過(guò)濾，出水電阻率可以達(dá)到18.2M .cm，超過(guò)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室一級(jí)用水標(biāo)準(zhǔn)（GB 66

11、8292）。 目前的主要困難是研制價(jià)格便宜、穩(wěn)定、長(zhǎng)期受壓無(wú)損的反滲透膜 。中國(guó)從21世紀(jì)初開(kāi)始掌握自主反滲透膜生產(chǎn)技術(shù)，在國(guó)家的大力支持下，將該計(jì)劃列入國(guó)家計(jì)委高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化重點(diǎn)發(fā)展專(zhuān)項(xiàng)計(jì)劃，由國(guó)家海洋局下的杭州水處理研究開(kāi)發(fā)中心的子公司杭州北斗星膜制品有限公司承擔(dān)并研發(fā)成功。目前反滲透膜市場(chǎng)95為進(jìn)口膜，國(guó)產(chǎn)膜只占據(jù)了5%左右的市場(chǎng)，中國(guó)的反滲透技術(shù)還有很長(zhǎng)的路要走。太空水、純凈水、蒸餾水等制備； 酒類(lèi)制造及降度用水； 醫(yī)藥、電子等行業(yè)用水的前期制備； 化工工藝的濃縮、分離、提純及配水制備； 鍋爐補(bǔ)給水除鹽軟水； 海水、苦咸水淡化； 造紙、電鍍、印染等行業(yè)用水及廢水處理。以高分子分離膜為代

12、表的膜分離技術(shù)作為一種新型，、高效流體分離單元操作技術(shù)，30年來(lái)取得了令人矚目的飛速發(fā)展，已廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域。第二章 純水系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀與意義觸摸屏是一種無(wú)需通過(guò)專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)，只需根據(jù)人性化的思維方式就能操作使用的電腦輸入設(shè)備，它是目前最簡(jiǎn)單、方便自然的一種人機(jī)交換方式，應(yīng)用非常廣闊。對(duì)于我們這樣的初學(xué)者來(lái)說(shuō)，通過(guò)這項(xiàng)畢業(yè)設(shè)計(jì)無(wú)疑是對(duì)編程級(jí)相關(guān)這方面都是一種鍛煉，學(xué)習(xí)和提高，因?yàn)檫@項(xiàng)畢業(yè)設(shè)計(jì)是我自這學(xué)習(xí)以來(lái)所遇到最符合實(shí)際性的，最真實(shí)的，也是最艱難的一個(gè)編程設(shè)計(jì)的課題，具有非常挑戰(zhàn)性的任務(wù)，我相信通過(guò)這一課課題的設(shè)計(jì)編程，會(huì)讓我在以前對(duì)于PLC、觸摸屏所學(xué)的很多存在的漏洞得以修復(fù)和改正

13、的。 超純水自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)采用“PLC控制系統(tǒng) + 現(xiàn)場(chǎng)人機(jī)界面(HMI) + 觸摸屏上位機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”的設(shè)計(jì)方式，通過(guò)混過(guò)濾器的反復(fù)過(guò)濾，再進(jìn)行樹(shù)脂再生，到處理完畢。全部設(shè)備可隨時(shí)實(shí)現(xiàn)完美的手、自動(dòng)運(yùn)行，最大限度保證控制系統(tǒng)的人性化、操作的靈活性、系統(tǒng)的安全性及系統(tǒng)的可控性?？刂葡到y(tǒng)對(duì)同類(lèi)N用1備用設(shè)備均采用“均衡磨損運(yùn)行控制機(jī)制”及“設(shè)備故障替換自動(dòng)投入控制機(jī)制”，實(shí)現(xiàn)設(shè)備使用壽命的最大化，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的連續(xù)性。 進(jìn)水增壓泵不銹鋼過(guò)濾器活性炭濾器¬¬保安過(guò)濾器RO高壓泵中間水箱混床純水箱輸送泵終端膜過(guò)濾器使用本課題基于PLC、觸摸屏的超純水監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)于設(shè)計(jì)者的要求有:1、

14、熟悉超純水系統(tǒng)的組成、結(jié)構(gòu)以及其功能；2、掌握PLC的使用與編程包括選型、編程及調(diào)試能力；3、掌握觸摸屏與PLC的通信及其應(yīng)用；4、熟悉觸摸屏軟件的使用；5、熟悉相應(yīng)儀表的選型與參數(shù)調(diào)整能力；本課題可以在自動(dòng)控制綜合實(shí)驗(yàn)室中完成，該實(shí)驗(yàn)室具備了本課題所需的軟件、硬件對(duì)于這項(xiàng)課題設(shè)計(jì)，我覺(jué)得其重點(diǎn)和難點(diǎn)就在于其中混床的工藝流程，不用說(shuō)其他的控制，單混床中的許多各種通道的閥上就讓我這個(gè)初學(xué)者足以看得眼花繚亂，還有在混床中的樹(shù)脂再生，看的也是似懂非懂，還有整個(gè)圖的工藝流程，雖然在注釋上已經(jīng)為設(shè)計(jì)者提供大量的說(shuō)明信息，但整圖的控制還是有很大困難的，因?yàn)檫@個(gè)設(shè)計(jì)的項(xiàng)目沒(méi)提供任何關(guān)于這系統(tǒng)設(shè)計(jì)的說(shuō)明，只有

15、在混床和過(guò)濾器中提供了簡(jiǎn)單說(shuō)明，我也曾試著去研究過(guò)，但我覺(jué)得還是有太大難度，希望在這方面有老師的專(zhuān)業(yè)指點(diǎn)，只有了解整個(gè)工藝流程級(jí)各個(gè)元器件作用，才能進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)。第三章 系統(tǒng)控制要求傳化設(shè)備自動(dòng)控制可分為三部分：預(yù)處理+反滲透、混床、輸送。3.3、輸送1、 輸送的操作控制點(diǎn)包括當(dāng)純水箱低水位時(shí)，輸送泵停止工作；2、 當(dāng)輸送泵停止工作時(shí)，紫外線(xiàn)也停止工作。四、顯示本設(shè)備有部分儀表帶有輸出信號(hào)，需將數(shù)據(jù)傳送到觸摸屏控制系統(tǒng)，具體包括如下：清洗水泵，需通電；混床再生系統(tǒng)上有2臺(tái)酸堿水泵，需通電。 3.4 混床操 作 說(shuō) 明 混床（見(jiàn)混床示意圖）操作分為正常工作、樹(shù)脂再生（包括沖洗分層、再生

16、、清洗、混合、正洗）兩部分。每個(gè)交換柱的上層為陰樹(shù)脂，下層為陽(yáng)樹(shù)脂。當(dāng)一個(gè)交換柱再生時(shí)，另一個(gè)仍可為正常工作并提供符合要求的產(chǎn)水。而當(dāng)兩個(gè)交換柱同時(shí)工作時(shí)為串聯(lián)（亦可并聯(lián)），在此混床操作上，二、沖洗分層 當(dāng)樹(shù)脂失效后，須對(duì)樹(shù)脂進(jìn)行再生，再生前先對(duì)樹(shù)脂進(jìn)行反洗分層，使上層為陰樹(shù)脂，下層為陽(yáng)樹(shù)脂；現(xiàn)以左交換柱為例說(shuō)明操作方法：三、 反沖洗分層 樹(shù)脂的再生為酸、堿分別流經(jīng)陽(yáng)、陰樹(shù)脂層的兩步再生法，本設(shè)備再生為酸堿注入式，即通過(guò)酸堿泵將酸堿溶液從酸堿儲(chǔ)箱中打入混床，以再生左交換柱樹(shù)脂為例：五、再生1） 陰樹(shù)脂再生3.5 過(guò)濾器操作說(shuō)明 過(guò) 每次開(kāi)機(jī)前打開(kāi)排氣閥，到正常工作時(shí)關(guān)閉，此后為常閉。當(dāng)正常工開(kāi)

17、經(jīng)過(guò)進(jìn)氣閥到過(guò)濾器下部，然后從過(guò)濾器上部經(jīng)過(guò)排氣閥出。3. 正沖洗當(dāng)反沖洗完后，需對(duì)不銹鋼過(guò)濾器進(jìn)行正沖洗，時(shí)間為5分鐘打開(kāi)，閥2、。3.6 供水工藝流程圖紫外殺菌器輸送泵純水箱樹(shù)脂截留器絮凝劑計(jì)量泵活性碳過(guò)濾器原水箱絮凝劑計(jì)量泵原水泵多介質(zhì)過(guò)濾器高壓泵RO裝置中間增壓泵混床正常工作樹(shù)脂再生終端膜過(guò)濾器 控制程序流程圖 開(kāi) 始打開(kāi)排氣閥原水箱水位 低 高 停機(jī)工作 絮泵 過(guò)濾器(多介質(zhì)濾器、活性炭濾器)阻泵 高壓泵中間水箱 高 低 中間增壓泵停止工作開(kāi)混床（開(kāi)閥1、上進(jìn)閥1、出水閥1）（開(kāi)閥1 、上進(jìn)閥1 、出水閥1） 混床取樣 低 純水箱輸水泵紫外殺菌器終端膜過(guò)濾器第四章 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)選

18、型及要求4.1 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)觸摸屏軟件根據(jù)該框圖，系統(tǒng)所需的硬件有: PLC及擴(kuò)展模塊人機(jī)界面（觸摸屏）壓力傳感器、壓力變送器、電接點(diǎn)壓力表、水位傳感器。PLC用隔離變壓器、低壓電器以及控制柜4.2可編程控制器(PLC)選型可編程控制器（Programmable Logic Controller）是計(jì)算機(jī)技術(shù)與自動(dòng)化控制技術(shù)相結(jié)合而開(kāi)發(fā)的一種適用工業(yè)環(huán)境的新型通用自動(dòng)控制裝置，是作為傳統(tǒng)繼電器的替換產(chǎn)品而出現(xiàn)的。它采用一種可編程的存儲(chǔ)器，在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入輸出來(lái)控制各種類(lèi)型的機(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程。PL C是該控制系統(tǒng)的核

19、心部件，合理選擇PLC對(duì)于保證整個(gè)控制系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)和質(zhì)量至關(guān)重要的。選擇PLC應(yīng)包括PLC機(jī)型、容量等的選擇。機(jī)型選擇的基本原則是在滿(mǎn)足控制功能要求的前提下，保證系統(tǒng)工作可靠，維護(hù)使用方便及最佳的性能價(jià)格比。對(duì)于工藝比較固定，環(huán)境條件較好，維修量較小的場(chǎng)合，選用整體式結(jié)構(gòu)的PLC。對(duì)于開(kāi)關(guān)量控制的工程項(xiàng)目，若控制速度要求不高，一般選用低檔的PLC。 PLC容量主要是指是PLC的I/O點(diǎn)數(shù)，I/O點(diǎn)數(shù)也應(yīng)留有適當(dāng)裕量。由于目前I/O點(diǎn)數(shù)較多的PLC價(jià)格也較高，若備用的1/O點(diǎn)是數(shù)量太多，將使成本增加。根據(jù)被控對(duì)象的輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的總點(diǎn)數(shù)，并考慮到今后的調(diào)整和擴(kuò)充，通常1/0點(diǎn)數(shù)按實(shí)際需要的

20、考慮留10%-15%點(diǎn)數(shù)備用量。根據(jù)系統(tǒng)要求和功能，PLC選用MITSUBISHI公司的FX2N系列FX2N-48MR-001， FX2N-48MR具有豐富的可靈活配置的硬件資源：內(nèi)含時(shí)鐘、PID運(yùn)算、高速計(jì)數(shù)器、顯示器、AC/DC/繼電器內(nèi)置數(shù)字I/O（24路開(kāi)關(guān)量輸入，24路繼電器輸出），另配置FX0N-4AD模擬量模塊，F(xiàn)X2N-485-BD通信模塊。SC-09通信編程器，采用RS485網(wǎng)絡(luò)通信。4.3 控制系統(tǒng)硬件組成控制系統(tǒng)硬件由，F(xiàn)X1N-40MR PLC , PC機(jī), 熱繼電器, 交流接觸器, 低壓斷路器等組成。4.4 FXCPU-FX2NC可編程控制器FX系列是由電源，CPU、

21、存儲(chǔ)器、輸入輸出器組成的，單元型可編程控制器，基本單元和擴(kuò)展單元采用了得于維修的裝卸式端子臺(tái)，在編程端子罩內(nèi)裝RUN/STOP開(kāi)關(guān)，它內(nèi)裝有8K-16K步進(jìn)自備用電池的RAM存儲(chǔ)器，并內(nèi)有計(jì)時(shí)功能，可進(jìn)行時(shí)間控制，并且可接各種輸入輸出擴(kuò)充設(shè)備，用于特殊控制。FX1N -40MR是三菱PLC中的新一代性能優(yōu)越的微型PLC，交流寬域輸入（85264Vac）、處理速度達(dá)到0.08s/基本指令，內(nèi)附8k步存儲(chǔ)器（RAM），而且運(yùn)行過(guò)程中可以更改程序，內(nèi)有實(shí)時(shí)時(shí)鐘，具有計(jì)時(shí)功能和可以進(jìn)行時(shí)間控制。輸入點(diǎn)采用PLC內(nèi)部供電，大大簡(jiǎn)化了電路。輸出采用24Vdc供電給指示燈和繼電器等負(fù)載。FX系列PLC支持無(wú)

22、協(xié)議的RS232和RS485通信協(xié)議兩種通信方式。三菱FX-232 PLC設(shè)備構(gòu)件把PLC的通道分為只讀，只寫(xiě)，讀寫(xiě)三種情況，只讀用于把PLC中的數(shù)據(jù)讀入到PC的監(jiān)視環(huán)境中，只寫(xiě)通道用于把PC程序和參數(shù)寫(xiě)入到PLC中，讀寫(xiě)則可以從PLC中讀數(shù)據(jù)，也可以往PLC中寫(xiě)數(shù)據(jù)，X輸入繼電器(位操作只讀) ；Y輸出繼電器(位操作，可讀可寫(xiě))； M中間繼電器(位操作，可讀可寫(xiě))；D變量存儲(chǔ)器(字，雙字，浮點(diǎn)，可讀可寫(xiě))。4.5 PLC接線(xiàn)圖示意圖 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7Y8 FXCPU-FX2NC系列 Y36 COMCOMKM1KM5KM3KM4 KM4KM4KM3 KM2KM8K

23、M7KM6KM10KM9KM38I/O點(diǎn)設(shè)置根據(jù)傳化超純水處理系統(tǒng)的工藝流程，我們可以知道，在整個(gè)系統(tǒng)中，有8個(gè)輸入點(diǎn)，57個(gè)輸出點(diǎn)。其中輸入點(diǎn)包括了：手動(dòng)/自動(dòng)切換，啟動(dòng)，停止，原水箱上限位，原水箱下限位，RO低壓開(kāi)關(guān)，中間水箱上限位，中間水箱下限位。輸出點(diǎn)包括了：原水電磁閥，多介質(zhì)電磁閥，多介質(zhì)排氣電磁閥，活性炭電磁閥，活性炭排氣電磁閥，多介質(zhì)進(jìn)氣電磁閥，活性炭進(jìn)氣電磁閥，RO電磁閥，混床閥，紫外殺菌器，原水泵，RO泵，中間增壓泵，酸泵，堿泵，輸送泵，清洗泵，阻垢計(jì)量泵，絮凝劑計(jì)量泵等4.6 超純水控制輸入輸出I/O分配表名稱(chēng)地址編碼名稱(chēng)地址編碼原水箱M10球閥Y47原水泵Y0低壓開(kāi)關(guān)M1

24、3排氣閥Y2中間水箱高水位M14絮凝劑量泵Y1中間水箱低水位M15閥1Y3中間增壓泵Y14閥2Y5混閥1Y15閥3Y6混閥2Y16閥4Y4混閥3Y17閥5Y10上進(jìn)閥1Y20閥7Y40上進(jìn)閥1Y21閥8Y41出水閥Y22閥9Y42出水閥1Y23閥10Y43陰樹(shù)脂再生M18閥11Y44反沖洗分層M17閥12Y45下進(jìn)閥1Y24閥13Y46下排閥1Y25開(kāi)機(jī)前開(kāi)關(guān) M23 上排閥Y26阻垢劑量泵Y11高于水位15CM開(kāi)關(guān)M19高壓泵Y12重復(fù)沖洗生M31紫外殺菌器Y37進(jìn)堿閥Y27電磁閥Y13堿閥Y30進(jìn)氣閥1Y34中排閥1Y31排氣閥Y35酸閥Y32輸送泵Y36閥4Y33第五章 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

25、5.1控制系統(tǒng)軟件組成本控制系統(tǒng)軟件包括PLC編程軟件和組態(tài)軟件SW3D5-GPPW-E是三菱電氣公司開(kāi)發(fā)的用于可編程控制器的編程軟件,可在Windows 3.1及Windows 95下運(yùn)行，適用于IBM PC/AT (兼容)其CPU為i486SX或更高，內(nèi)存需 8兆或更高(推薦16兆以上)。該程序可在串行系統(tǒng)中可與可編程控制器進(jìn)行通訊,文件傳送,操作監(jiān)控以及各種測(cè)試功能。在GPP軟件中,你可通過(guò)線(xiàn)路符號(hào),助記符來(lái)創(chuàng)建順控指令程序,建立注釋數(shù)據(jù)及設(shè)置寄存器數(shù)據(jù)，并可將其存儲(chǔ)為文件,用打印機(jī)打印。在PLC與PC之間必須有接口單元及纜線(xiàn)。 FX-232AWC型RS-232C/RS-422轉(zhuǎn)換器(便

26、攜式). FX-232AW型RS-232C/RS-422轉(zhuǎn)換器(內(nèi)置式) 纜線(xiàn)： FX-422CAB型RS-422 纜線(xiàn) 用于 FX1, FX2, FX2C型可編程控制器, 0.3米； FX-422CAB-150 型 RS-422 纜線(xiàn) 用于 FX1, FX2, FX2C型可編程控制器, 1.5米。5.2、用GPP編寫(xiě)梯形圖GPP軟件使用起來(lái)靈活、簡(jiǎn)單、方便，我們把它安裝在程序中，使用時(shí)只要進(jìn)入程序，選中MELSEC Applications 在WINDOWS下運(yùn)行的GPP ,打開(kāi)工程，選中新建，出現(xiàn)如下圖5-1畫(huà)面，先在PLC系列中選出你所使用的程控器的CPU系列，PLC類(lèi)型是指選機(jī)器的型號(hào)

27、，我們實(shí)驗(yàn)用FX2N系列，所以選中FX2N。5.3、傳輸、調(diào)試 在程序的轉(zhuǎn)換過(guò)程中，如果程序有錯(cuò)，它會(huì)顯示，也可通過(guò)菜單“工具”，查詢(xún)程序的正確性。 只有當(dāng)梯形圖轉(zhuǎn)換完畢后，才能進(jìn)行程序的傳送,傳送前，必須將FX2N面板上的開(kāi)關(guān)撥向STOP狀態(tài)，再打開(kāi)“在線(xiàn)”菜單，進(jìn)行傳送設(shè)置，如下圖所示：根據(jù)圖示，你必須確定你的PLC與計(jì)算機(jī)的連接是通過(guò)COM1口還是COM2口連接，在實(shí)驗(yàn)中我們已統(tǒng)一將RS-232線(xiàn)連在了計(jì)算機(jī)的COM1口，你在操作上只要進(jìn)行設(shè)置選擇。寫(xiě)完梯形圖后，在菜單上還是選擇“在線(xiàn)”，選中“寫(xiě)入PLC（W）”，就出現(xiàn)如圖 從圖上可看出，在執(zhí)行讀取及寫(xiě)入前必須先選中MAIN、PLC參數(shù)

28、，否則，不能執(zhí)行對(duì)程序的讀取、寫(xiě)入，然后點(diǎn)擊“開(kāi)始執(zhí)行”即可。根據(jù)本文前面所整理的I/O點(diǎn)分配表，可以行進(jìn)程序中輸入/輸出的設(shè)置。5.4 PLC程序 見(jiàn)附件25.5 觸摸屏觸摸屏是本系統(tǒng)的人機(jī)界面，通過(guò)觸摸屏我們可以和系統(tǒng)進(jìn)行信息交流。觸摸屏可以對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行流程、水泵運(yùn)行電流、變頻器的輸出頻率、輸出電壓以及系統(tǒng)報(bào)警情況進(jìn)行顯示；同時(shí)通過(guò)觸摸屏我們可以進(jìn)行壓力的設(shè)定、選擇系統(tǒng)的運(yùn)行方式(自動(dòng)/手動(dòng))、泵的運(yùn)行方式(正常運(yùn)行/檢修)，所以我們?cè)谶x擇觸摸屏?xí)r，要考慮它與PLC通訊情況，PLC和觸摸屏的使用同一個(gè)廠家的，觸摸屏可以選FX-DU-WIN系列。注意在文件打開(kāi)新建時(shí)應(yīng)選F930GOT-BWD

29、（橫型），PLC系統(tǒng)選MELSEC-FX型。如圖. ：5.6 觸摸屏流程圖說(shuō)明畫(huà)面0畫(huà)面1畫(huà)面5畫(huà)面9畫(huà)面2畫(huà)面10畫(huà)面4畫(huà)面7畫(huà)面6畫(huà)面8第六章 質(zhì)量的控制（以單個(gè)交換柱工作時(shí)為例）第七章 設(shè)備安全操作、維護(hù)及保養(yǎng)7.1設(shè)備操作和安全常識(shí)(1) 每次開(kāi)機(jī)前，多介質(zhì)排氣閥和活性碳排氣閥打開(kāi)，當(dāng)有水從多介質(zhì)過(guò)濾器排氣閥溢出時(shí)，說(shuō)明介質(zhì)過(guò)濾器已完成排氣，這時(shí)，就可以關(guān)閉多介質(zhì)和活性炭過(guò)濾器，轉(zhuǎn)換到正常工作。(2) 打開(kāi)活性碳過(guò)濾器排氣閥和進(jìn)水閥，當(dāng)有水從排氣閥溢出時(shí)，即打開(kāi)碳濾器出水閥，并關(guān)閉排氣閥。(3) 開(kāi)高壓泵排氣閥排氣，完成各級(jí)放氣工作后，設(shè)備即可進(jìn)入工作狀態(tài)。先打開(kāi)總電源開(kāi)關(guān)。依據(jù)預(yù)處理

30、操作,打開(kāi)閥,觀察原水流量及壓力，如果流量及壓力不能滿(mǎn)足要求，再打開(kāi)增壓泵，調(diào)節(jié)原水流量，使流量在3T/h左右，待水從過(guò)濾器排污閥流出時(shí),打開(kāi)高壓泵前后閥門(mén)和濃水閥、純水閥,此時(shí)打開(kāi)高壓泵開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)濃水閥門(mén)，使高壓泵壓力保持在0.81MPa,純水流量在2T/h。統(tǒng)計(jì)純水流量與濃水流量,使其總和與總進(jìn)水量保持平衡。純水流入純水箱,濃水則排放出去,由主機(jī)出來(lái)的水已滿(mǎn)足飲用純水標(biāo)準(zhǔn),一級(jí)出水電導(dǎo)率在10s/cm左右.一級(jí)出水經(jīng)二級(jí)膜后，再經(jīng)紫外殺菌器和臭氧發(fā)生器殺菌后罐裝飲用。7.2停機(jī)關(guān)閉原水泵；關(guān)掉絮凝計(jì)量泵；多介質(zhì)過(guò)濾器；活性炭過(guò)濾器，阻垢計(jì)量泵、高壓泵都相應(yīng)停止工作。如遇緊急情況，例如突然停

31、電、停水或突遇一些無(wú)法估計(jì)的事件發(fā)生，首先關(guān)總電源。原水泵，然后再關(guān)所有閥門(mén)和水源。7.3安全常識(shí)石英砂的機(jī)械強(qiáng)度大，相對(duì)密度為2.65左右，穩(wěn)定性好。活性炭的內(nèi)表面積大，吸附能力強(qiáng)，水處理效果好。（1）設(shè)備在第一次使用時(shí)必須在濾、碳濾、過(guò)濾器沖洗后，才能正式生產(chǎn)。（2）在開(kāi)機(jī)前,要確保本系統(tǒng)和其他設(shè)備都接通，并進(jìn)入準(zhǔn)運(yùn)狀態(tài)。（3）設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，應(yīng)經(jīng)常觀察設(shè)備是否運(yùn)行正常，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題或出現(xiàn)故障時(shí)立即關(guān)機(jī)，及時(shí)維修。（4）在操作時(shí)，應(yīng)先打開(kāi)閥門(mén)，然后打開(kāi)泵，以免損壞泵。 工作結(jié)束時(shí)，應(yīng)先關(guān)閉泵，然后關(guān)閉相應(yīng)閥門(mén)，確保泵不出故障。（5）操作人員必須嚴(yán)格按操作步驟進(jìn)行操作。（6）系統(tǒng)在日常運(yùn)行過(guò)程中

32、，用戶(hù)每天應(yīng)根據(jù)運(yùn)行記錄表作必要的運(yùn)行記錄，以作為我公司日后對(duì)系統(tǒng)維護(hù)及維修的依據(jù)。（7）設(shè)備在規(guī)定時(shí)間內(nèi)須對(duì)各部件進(jìn)行維護(hù)，包括濾芯的更換，樹(shù)脂的再生，反滲透膜的清洗等操作。 (8)反滲透設(shè)備不可長(zhǎng)期停機(jī)。 若短期停機(jī)，介質(zhì)過(guò)濾器等預(yù)處理系統(tǒng)每天應(yīng)進(jìn)行沖洗，并關(guān)掉所有閥門(mén)，保持有水狀態(tài)。若停機(jī)較長(zhǎng)，應(yīng)向膜內(nèi)灌注專(zhuān)用溶液，防止細(xì)菌侵入。(9)必須保證混床中有一定的水墊層，以保證樹(shù)脂的使用壽命。(10)、常用備件更換周期濾芯約1個(gè)月更換一次；活性碳處理水量是其體積約6000倍時(shí)需更換一次；反滲透膜自動(dòng)清洗周期：每運(yùn)行6小時(shí)沖洗一次；化學(xué)藥劑清洗，產(chǎn)水3個(gè)月到半年清洗一次；總結(jié)時(shí)間過(guò)得好快，準(zhǔn)備了許久的畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間終于圓滿(mǎn)落下帷幕，在這畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，我曾遇到了許許多多的苦難和阻礙，也深深讓我體會(huì)到了我在大學(xué)這三年時(shí)間里所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)是多么的膚淺，浪費(fèi)了很多寶貴的學(xué)習(xí)時(shí)間，從而在做畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)候手忙腳亂，有點(diǎn)應(yīng)付不過(guò)來(lái)，不過(guò)幸虧有老師和同學(xué)的熱情幫助，我才得以順利的完成我的這畢業(yè)設(shè)計(jì)，在這做的漫長(zhǎng)的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，讓我學(xué)到了除課本以外的更多知識(shí)，這個(gè)課題很好的把我的所學(xué)運(yùn)用到現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)設(shè)備中去了，同時(shí)，我的專(zhuān)業(yè)知識(shí)也在這在做畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中有了個(gè)很好的提高。為自己設(shè)計(jì)的這課題，我先后翻閱了大量的有關(guān)于PLC、觸摸屏的學(xué)